Download tecnologías de membrana nanofiltración

TECNOLOGÍAS DE MEMBRANA
NANOFILTRACIÓN
Tecnología Convencional de tipo Físico
Remoción Directa: Sólidos Suspendidos Totales (SST), Sólidos Sedimentables, Sales
minerales, Nitrato, fosfato, Color verdadero, Materia Orgánica, Demanda
Bioquímica de Oxígeno (DBO5), índice de fenol, entre otros.
DESCRIPCIÓN
La nanofiltración es una tecnología de membrana de
ultra/baja presión con el mismo fundamento que la
osmosis inversa y difusión controlada. La diferencia
principal es el grado de retención que logran estas
membranas, operando en rangos más altos de corte
de peso molecular (0,001 – 0,01 mm).
Presión
Aplicada
Agua
Tratada
Membrana
Semipermeable
Dirección del fluido
LA TECNOLOGÍA
La nano-filtración se selecciona cuando la ósmosis inversa o ultrafiltración no son opciones
factibles para una separación. Puede utilizarse en aplicaciones tales como desmineralizado,
remoción de color, material orgánico y desalinización. En concentraciones de solutos
orgánicos, sólidos en suspensión e iones polivalentes, el permeado contiene iones
monovalentes y soluciones orgánicas de sustancias de bajo peso molecular, como alcohol.
APLICACIÓN
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Industria Láctea: Reduce costos de transportación así como de recuperación de lactosa,
eliminación de nitratos y sólidos de proteínas de suero.
Industria de Alimentos y Bebidas: Desalinización de gelatina para mejores propiedades de
batido y para mejorar la claridad de color.
Industria Farmacéutica: Incrementa el valor de los productos farmacéuticos al obtenerlos más
purificados.
Industria: Desalinización de tintes para un producto de valor más alto. Reciclaje de aguas
residuales en lavanderías.
Agroindustria: La eliminación de pesticidas de las aguas subterráneas.
Algunos ejemplos de aplicación según códigos CIUU:
011230
PRODUCCION DE SEMILLAS DE FLORES, PRADOS, FRUTAS Y HORTALIZAS
011240
PRODUCCION EN VIVEROS; EXCEPTO ESPECIES FORESTALES
011250
CULTIVO Y RECOLECCION DE HONGOS, TRUFAS Y SAVIA; PRODUCCION DE
JARABE DE ARCE DE AZUCAR Y AZUCAR
011311
CULTIVO DE UVA DESTINADA A PRODUCCION DE PISCO Y AGUARDIENTE
011312
CULTIVO DE UVA DESTINADA A PRODUCCION DE VINO
011313
CULTIVO DE UVA DE MESA
011321
CULTIVO DE FRUTALES EN ARBOLES O ARBUSTOS CON CICLO DE VIDA MAYOR
A UNA TEMPORADA
011322
CULTIVO DE FRUTALES MENORES EN PLANTAS CON CICLO DE VIDA DE UNA
TEMPORADA
011330
CULTIVO DE PLANTAS CUYAS HOJAS O FRUTAS SE UTILIZAN PARA PREPARAR
BEBIDAS
011340
CULTIVO DE ESPECIAS
013000
EXPLOTACION MIXTA
014019
OTROS SERVICIOS AGRICOLAS N.C.P.
151300
ELABORACION Y CONSERVACION DE FRUTAS, LEGUMBRES Y HORTALIZAS
151410
ELABORACION DE ACEITES Y GRASAS DE ORIGEN VEGETAL
152010
ELABORACION DE LECHE, MANTEQUILLA, PRODUCTOS LACTEOS Y DERIVADOS
152020
ELABORACION DE QUESOS
152030
FABRICACION DE POSTRES A BASE DE LECHE (HELADOS, SORBETES Y OTROS
SIMILARES)
154310
ELABORACION DE CACAO Y CHOCOLATES
154320
FABRICACION DE PRODUCTOS DE CONFITERIA
154910
ELABORACION DE TE, CAFE, INFUSIONES
154920
ELABORACION DE LEVADURAS NATURALES O ARTIFICIALES
154930
ELABORACION DE VINAGRES, MOSTAZAS, MAYONESAS Y CONDIMENTOS EN
GENERAL
155410
ELABORACION DE BEBIDAS NO ALCOHOLICAS
242300
242400
930100
FABRICACION DE PRODUCTOS FARMACEUTICOS, SUSTANCIAS QUIMICAS
MEDICINALES Y PRODUCTOS BOTANICOS
FABRICACIONES DE JABONES Y DETERGENTES, PREPARADOS PARA LIMPIAR,
PERFUMES Y PREPARADOS DE TOCADOR
LAVADO Y LIMPIEZA DE PRENDAS DE TELA Y DE PIEL, INCLUSO LAS LIMPIEZAS
EN SECO
EFICIENCIA
Logra remociones de sales, desmineralizado, remoción de color, material orgánico e iones
sobre un 99%.
EJEMPLOS DESTACADOS
El uso de osmosis inversa en purificación de aguas es ampliamente usado en el mundo,
Figura 1.- Planta Nanofiltración Collahuasi. Con una capacidad de tratamiento de 235
(m3/hora). http://www.mutual.cl/noticias/ngenerales.asp?id=3424
Figura 1: Planta Nanofiltración Collahuasi
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
VENTAJAS
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Alta eficiencia.
Sistema compacto y de fácil operación.
Genera aguas de alta calidad y posee un menor rechazo que la osmosis por ser un
proceso de baja presión.
Generación de bajos volúmenes de rechazo.
Puede tratar grandes volúmenes de agua.
Bajos costos de operación.
DESVENTAJAS
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Requiere de pre-tratamiento, dependiendo del caso.
Genera entre un 15 y 30 % de rechazo (lavado de la membrana) según el agua
tratada que deben disponerse o tratarse.
Usualmente el mantenimiento no es difícil, pero puede ser de alto costo si se
requiere como primera acción el reemplazo de la membrana.
Los problemas de mantenimiento tienden a involucrar membranas con fugas y
contaminadas.
El reemplazo de membranas debe ser realizado por personal especializado.
CONDICIONES OPERATIVAS
CONDICIONES OPERATIVAS
Tipo de Operación:
Continua
Selectividad:
No es
selectivo
Pre Tratamiento
Consumo de Reactivos
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PARAMETROS DE OPERACIÓN
Temperatura
Ambiente:
2 – 45°C*
Caudal de Operación
Sobre 200
L/s**
Filtración
previa
No requiere
Vidal Útil Membranas
5 años
aprox.***
(*) Es posible tratar efluentes hasta temperaturas de 45°C de máxima y de mínima debe estar sobre el punto de
congelamiento.
(**) El caudal máximo de operación no tiene limitaciones ya que éste es definido en el diseño.
(***)Vida útil referida al cambio de membranas.
COSTOS ASOCIADOS
Los costos asociados son similares al de la osmosis, debido a que es el mismo tipo de
infraestructura, operación y mantención. La diferencia radica en que la presión necesaria, en
otras palabras el consumo energético, es menor ya que es una tecnología de baja presión.
Costos de operación: 0,4 – 1,5 US/m3, normalmente entre un 20 y 30 % corresponde a costos de
energía.
US$ 200 – 300 por cada metro cúbico de agua diario producido.
Inversión (millones US$) con Caudal de tratamiento Q (L/s)
Inv = 0,3485*Q0,6
R² = 1
Costo Tratamiento (US$) con Caudal de tratamiento Q (L/s)
C = 0,7385*Q-0,112
R² = 0,9064
Ejemplos de Costos:
Para Q=17 (L/s) la Inversión es de US$ 1.900.000 con un costo de tratamiento de 0,592
(US$/m3).
Para Q=4381 (L/s) la Inversión es de US$ 53.400.000 con un costo de tratamiento de 0,303
(US$/m3).
RECOMENDACIONES
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Es conveniente caracterizar el efluente a tratar para determinar de forma exacta qué tipo
(o modelo) de membrana es la necesaria para el proceso.
Antes del módulo de nanofiltración es importante determinar el “pre tratamiento” más
adecuado en función de las características del agua a tratar, con el fin de garantizar la
máxima continuidad del funcionamiento de la Planta.
BIBLIOGRAFÍA
Mayores antecedentes en Anexo n°1, sección 1.23